Detail publikace

Satellite DNA and Transposable Elements in Seabuckthorn ( Hippophae rhamnoides ), a Dioecious Plant with Small Y and Large X Chromosomes

PUTEROVÁ Janka, RAZUMOVA Olga, MARTÍNEK Tomáš, ALEXANDROV Oleg, DIVASHUK Mikhail, KUBÁT Zdeněk, HOBZA Roman, KARLOV Gennady a KEJNOVSKÝ Eduard. Satellite DNA and Transposable Elements in Seabuckthorn ( Hippophae rhamnoides ), a Dioecious Plant with Small Y and Large X Chromosomes. Genome Biology and Evolution, roč. 9, č. 1, s. 197-212. ISSN 1759-6653. Dostupné z: https://academic.oup.com/gbe/article/9/1/197/2830930
Název česky
Satelitní DNA a transpozibilní elementy u rakytníku (Hippophae rhamnoides), dvoudomá rostlina s malým Y a velkými X chromosomy
Typ
článek v časopise
Jazyk
angličtina
Autoři
Puterová Janka, Ing. (UIFS FIT VUT)
Razumova Olga (MTAA)
Martínek Tomáš, Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Alexandrov Oleg (MTAA)
Divashuk Mikhail (MTAA)
Kubát Zdeněk, Mgr., Ph.D. (IBP)
Hobza Roman (IBP)
Karlov Gennady (MTAA)
Kejnovský Eduard, doc. RNDr., CSc. (PřF MUNI)
URL
Klíčová slova
pohlavní chromozomy, kompozice genomu, chromozomální umístění, repetitivní DNA
Abstrakt
Rakytník (Hippophae rhamnoides) je dvoudomý keř bežně používán ve farmaceutickém, kosmetickém a enviromentálním průmyslu jako zdroj oleje, minerálů a vitamínů. V této studii jsme analyzovali transpozony a satelity v jeho genomu. Vykonali jsme Illumina sekvenování a rekonstruovali jsme hlavní repetitivní DNA sekvence. Pro analýzu dat jsme vyvinuli nový bioinformatický přístup pro pokročilou analýzu satelitní DNA a ukázali jsme, že okolo 25% genomu tvoří satelitní DNA a asi 24% je tvořených transpozony, u kterých dominují Ty3/Gypsy a Ty1/Copia LTR retrotranspozony. FISH mapování odhalilo satelit akumulovaný na X chromozomu, Y specifický satelit a satelit akumulovaný na obou pohlavních chromozomech, přičemž většina satelitů byla nalzena na autosomech. Transpozibilní elementy byly umístněny většinou v subtelomerách všech chromozomů. 5S rDNA a 45S rDNA byly lokalizovány každá na jednom autosomálním lokusu. Přestože jsme demonstrovali malou velikost Y chromozomu a na něm akumulovanou satelitní DNA, nebyli jsme schopni odhadnou věk a rozsah degenerace Y chromozomu. Analýza dvoudomých příbuzných jako je např. Shepherdia by lépe objasnila evoluci pohlavních chromosomů.       
popis doplnění
Rakytník (Hippophae rhamnoides) je dvoudomý keř běžně používaný ve farmaceutickém, kosmetickém a environmentálním průmyslu jako zdroj oleje, minerálů a vitamínů. U rostlin je jen několik málo druhů s odděleným pohlavím. Studium těchto druhů pomáhá pochopit evoluci pohlavních chromozomů X a Y. V této studii byla prezentována první rozsáhla analýza obsahu genomu rakytníku se zaměřením na repetitivní oblasti - transpozony a satelity, které se mohou v průběhu evoluce na pohlavních chromozomech akumulovat nebo se ztrácet.

V rámci studie byl vyvinut nový bioinformatický přístup pro pokročilou analýzu satelitní DNA. Podařilo se odhalit celkově 12 různých rodin satelitů včetně satelitu akumulovaného na X chromozomu, Y specifický satelit a satelit akumulovaný na obou pohlavních chromozomech, přičemž většina satelitů byla nalezena na autozomech. Jelikož většina rostlinných druhů s odděleným pohlavím disponuje velkým Y a malým X chromozomem, u rakytníku se nám díky identifikaci Y specifického satelitu a fluorescence in situ hybridizaci podařilo demonstrovat, že rakytník má XY systém determinace pohlaví s malým Y a velkým X chromozomem.

popis - stručný
V rámci této studie byla provedena první rozsáhlá analýza genomu rakytníku se zaměřením na repetitivní oblasti (úseky, které se v DNA často opakují). Repetitivní DNA zahrnuje jednak transpozony, tj. úseky mající schopnost přesouvat se v genomu z jednoho místa na druhé (tzv. mobilní DNA), a satelitní DNA, která je tvořena dlouhými oblastmi tandemových opakování. Ukazuje se, že repetitivní sekvence se v průběhu evoluce daného organizmu akumulují, případně mizí z pohlavních chromozomů. Pomocí nového bioinformatického přístupu pro analýzu satelitní DNA se nám podařilo identifikovat satelit akumulovaný na X chromozomu, Y specifický satelit a satelit akumulovaný na obou pohlavních chromozomech. Metodou lokalizace přítomnosti specifické DNA sekvence se podařilo prokázat, že rakytník disponuje malým Y a velkým X pohlavním chromozomem, což je v rostlinné říši neobvyklé.

Odborný článek byl dosud citován 12 mezinárodními časopiseckými publikacemi.

Rok
2017
Strany
197-212
Časopis
Genome Biology and Evolution, roč. 9, č. 1, ISSN 1759-6653
Vydavatel
Oxford University Press
DOI
BibTeX
@ARTICLE{FITPUB11412,
   author = "Janka Puterov\'{a} and Olga Razumova and Tom\'{a}\v{s} Mart\'{i}nek and Oleg Alexandrov and Mikhail Divashuk and Zden\v{e}k Kub\'{a}t and Roman Hobza and Gennady Karlov and Eduard Kejnovsk\'{y}",
   title = "Satellite DNA and Transposable Elements in Seabuckthorn ( Hippophae rhamnoides ), a Dioecious Plant with Small Y and Large X Chromosomes",
   pages = "197--212",
   journal = "Genome Biology and Evolution",
   volume = 9,
   number = 1,
   year = 2017,
   ISSN = "1759-6653",
   doi = "10.1093/gbe/evw303",
   language = "english",
   url = "https://www.fit.vut.cz/research/publication/11412"
}
Nahoru